單線程Redis性能為何如此之高？

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Redis的優勢

性能高不僅跟線程模型有關，它有很多原因，主要有如下3點：

1. 基於內存；
2. 單線程，但IO多路復用的利用率高；
3. 數據結構為高性能優化。

下面分別闡述。

Redis的優勢：基於內存

性能高低都是相對的，Redis是基於內存的數據庫，相對的我們拿傳統的基於磁盤的數據庫進行對比，如圖：

其中，Redis數據庫基於內存，分場景如下：

1. 數據查詢類場景：內存中有全量的數據，可以直接從內存中取得；
2. 數據寫入類場景：如果配置的是同步持久化，寫入內存的同時，也會寫入磁盤，性能有所降低，但是由於Redis使用的是IO多路復用，同時沒有線程競爭，因此IO利用率很高。
3. 數據寫入類場景：如果配置的是異步持久化，寫入內存成功，即響應成功，不用等待磁盤的寫入，性能很高。

傳統磁盤數據庫，分場景如下：

1. 數據查詢類場景：從磁盤中索引數據，查詢並返回響應；
2. 數據寫入類場景：從將數據寫入磁盤，同時更新磁盤中的索引文件。

以上可以看出：Redis是基於內存的數據庫，大多數操作在內存中完成，內存的IO效率比磁盤要高的多。因此，這是Redis性能高的一個原因。

Redis的優勢：單線程，IO多路復用的IO利用率高

Redis是單線程的，通常如果單線程處理效率不高，都開多線程處理，但是Redis這里為什么反到效率高了呢？

1. 多線程存在線程競爭，且有鎖的問題，多線程代碼邏輯復雜，復雜的邏輯通常帶來一定的性能損耗；
2. Redis雖然是單線程，但是它的“I/ O 多路 復 用（ multiplexing）”模型的IO利用率很高。

Redis的“I/ O 多路 復 用”是采用的效率最高的epoll模式，單線程卻實現了多客戶端接入，以及高IO利用率。如下圖：

Redis的優勢：數據結構為高性能優化

數據結構的優化主要有以下兩點（篇幅有限，在這里就不展開了）：

1. Redis全程采用了Hash結構，因此存取效率非常高；
2. 對於數據的存儲內容也進行了壓縮，節省了空間占用，也減少了io帶寬。